定 价：69 元
丛书名：科学出版社“十四五”普通高等教育本科规划教材
- 作者：翟薇,欧阳威信,王建元
- 出版时间：2024/12/1
- ISBN：9787030807526
- 出 版 社：科学出版社
- 中图法分类：TB383
- 页码：288
- 纸张：
- 版次：1
- 开本：16
本书系统地介绍了纳米材料与技术的相关概念和原理、发展历史和各国发展现状，纳米材料的制备和表征技术，并重点概述了纳米技术在纳米电子学、纳米加工技术、微机械和微机电系统、纳米生物医学和紫外光电探测中的应用和发展状况。
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2005.9-2010.8 西北工业大学理学院，材料物理与化学专业，博士研究生，（其中2007.10-2009.1在巴黎六大博士联合培养）
2003.9-2006.4 西北工业大学理学院，材料物理与化学专业，硕士研究生
1999.9- 2003.7 西北工业大学航海学院，测控技术与仪器与仪器专业， 本科
目录
前言
第1章 纳米材料和纳米技术概述 1
1.1 纳米材料的基本概念 1
1.1.1 纳米材料的定义 1
1.1.2 纳米材料的分类 1
1.2 纳米材料的基本效应 4
1.2.1 电子能级的不连续性 4
1.2.2 量子尺寸效应 6
1.2.3 小尺寸效应 6
1.2.4 表面效应 7
1.2.5 库仑阻塞和量子隧穿 7
1.3 纳米材料的物理和化学特性 8
1.3.1 热学性能 8
1.3.2 力学性能 10
1.3.3 光学性能 10
1.3.4 电导 11
1.3.5 磁学特性 11
1.3.6 布朗运动和扩散 11
1.3.7 表面活性和敏感性 12
1.3.8 吸附性 13
1.3.9 光催化活性 13
1.4 纳米技术 14
1.4.1 纳米电子技术 14
1.4.2 微纳制造技术 15
1.4.3 微型电动机械系统 16
1.4.4 纳米生物技术 17
1.4.5 纳米新能源技术 17
1.5 纳米科技的发展历史 20
1.5.1 萌芽阶段 22
1.5.2 初始准备阶段 23
1.5.3 快速发展阶段 23
1.5.4 商业化和工业化阶段 25
1.6 纳米科技的重要性和各国发展现状 26
1.6.1 纳米科技的重要性 26
1.6.2 主要工业国家发展现状 28
1.7 纳米技术的伦理和安全问题 33
习题 34
参考文献 34
第2章 纳米材料的制备 36
2.1 纳米材料制备概述 36
2.1.1 气相合成法 36
2.1.2 液相合成法 37
2.1.3 固相合成法 37
2.2 零维纳米材料的制备 38
2.2.1 物理气相沉积法 38
2.2.2 化学气相沉积法 43
2.2.3 溅射法 45
2.2.4 水热/溶剂热法 47
2.2.5 溶胶-凝胶法 50
2.2.6 微乳液法 51
2.2.7 超声波辅助合成法 52
2.2.8 球磨法 52
2.2.9 固相反应法 53
2.2.10 火花放电法 54
2.2.11 若干典型零维纳米材料的制备方法 54
2.3 一维纳米材料的制备 56
2.3.1 模板法 56
2.3.2 化学气相沉积法 59
2.3.3 静电纺丝法 61
2.3.4 若干典型一维纳米材料的制备方法 61
2.4 二维纳米材料的制备 63
2.4.1 电沉积法 64
2.4.2 物理气相沉积法 65
2.4.3 化学气相沉积法 69
2.4.4 自组装法 72
2.4.5 若干典型二维纳米材料的制备方法 78
2.5 三维纳米材料的制备 79
2.5.1 快速凝固法 79
2.5.2 严重塑性变形法 80
2.5.3 惰性气体冷凝法 81
2.5.4 粉末冶金法 81
2.6 新型纳米复合材料的制备方法 82
2.6.1 多颗粒纳米复合结构的制备 83
2.6.2 核壳纳米复合材料的制备 83
2.6.3 负载型纳米复合材料的制备 85
2.6.4 内嵌型纳米复合材料的制备 86
2.6.5 多层结构纳米复合材料的制备 87
2.6.6 三维纳米复合材料的制备 87
习题 88
参考文献 89
第3章 纳米材料的表征 94
3.1 表征技术概述 94
3.1.1 基本表征技术原理 94
3.1.2 纳米材料表征技术的分类 95
3.2 显微技术 96
3.2.1 显微技术概述 96
3.2.2 扫描电子显微镜 98
3.2.3 透射电子显微镜 106
3.2.4 扫描隧道显微镜 115
3.2.5 原子力显微技术 119
3.2.6 扫描探针技术的应用 124
3.3 波谱分析技术 126
3.3.1 紫外光谱 126
3.3.2 红外光谱 129
3.3.3 拉曼光谱 133
3.3.4 X射线衍射 138
3.3.5 核磁共振 143
3.3.6 质谱 145
3.4 纳米材料表征的示例 146
习题 150
参考文献 150
第4章 纳米电子学 152
4.1 量子电子器件 153
4.1.1 量子电子器件特征 153
4.1.2 量子电子系统中的基础元件 156
4.2 纳米电子器件 157
4.2.1 纳米单电子晶体管 157
4.2.2 纳米单电子存储器 160
4.2.3 纵向库仑阻塞结构 161
4.2.4 纳米发电机 162
4.3 分子电子器件 163
4.3.1 分子导线 163
4.3.2 中心岛为单个分子的单电子晶体管 164
4.3.3 单分子晶体管 165
4.4 原子电子器件 169
4.4.1 中心岛为单个原子的单电子晶体管 169
4.4.2 原子开关 170
4.4.3 原子继电器 172
4.4.4 原子存储器 172
4.5 各种电子器件的集成和纳米集成电路 173
4.6 量子计算机 173
习题 174
参考文献 175
第5章 纳米加工技术 176
5.1 微细机械加工 177
5.1.1 微细切削过程模型 178
5.1.2 不同微细切削加工方式 179
5.1.3 微型加工设备 181
5.1.4 微细切削加工的技术特点 182
5.1.5 微细切削的局限性和技术难点 182
5.2 微细电火花加工 183
5.2.1 微细电火花加工原理 183
5.2.2 微细电火花加工方式 184
5.3 微细高能束加工 186
5.3.1 微细激光加工 186
5.3.2 微细电子束加工 188
5.3.3 微细离子束加工 190
5.4 光刻技术 191
5.4.1 光刻流程 192
5.4.2 不同类型光刻技术 193
5.5 微纳压印技术 194
5.5.1 热压印技术 194
5.5.2 紫外压印技术 196
5.5.3 软刻蚀技术 197
习题 200
参考文献 200
第6章 微机械和微机电系统 202
6.1 微机械和微机电系统的理论基础 202
6.2 微机械系统中的材料 203
6.3 微机械和微机电系统中的技术 205
6.4 微机械和微机电系统中的微型功能部件 206
6.4.1 微传感器 206
6.4.2 微致动器 212
6.4.3 微驱动能源 218
6.5 微机械和微机电系统的应用 219
6.5.1 微型机器人 220
6.5.2 微型飞行器 221
6.5.3 微型惯性仪表 222
6.5.4 微型卫星 226
习题 227
参考文献 227
第7章 纳米科学与技术在生物医学方面的应用 229
7.1 研究生物系统的新工具 229
7.1.1 分析系统的微型化 229
7.1.2 扫描探针技术用于生物分子成像 234
7.1.3 生物系统中的力值测量 236
7.1.4 在纳米尺度下组装生物分子结构 238
7.2 仿生纳米科技 240
7.2.1 DNA作为纳米生物技术的基本构造单元 240
7.2.2 分子马达 244
7.2.3 人工光合作用 247
7.2.4 仿生机器人 248
7.3 纳米生物计算机 248
7.3.1 生物分子计算 249
7.3.2 DNA生物计算机 249
习题 250
参考文献 251
第8章 纳米科学与技术在紫外光电探测中的应用 252
8.1 紫外光电探测器简介 252
8.2 探测器的特性参数 252
8.2.1 灵敏度 252
8.2.2 光谱选择性 253
8.2.3 信噪比 253
8.2.4 响应速度 254
8.2.5 稳定性 255
8.3 光电探测器的构筑和性能测试 255
8.3.1 光电探测器的构筑 255
8.3.2 探测器光电性能测试 256
8.4 光电探测器结构分类及特点 257
8.4.1 光电导探测器 257
8.4.2 光伏探测器 258
8.5 载流子工程用于提升光电探测器的光电性能 260
8.5.1 载流子的产生 261
8.5.2 载流子的分离 264
8.5.3 载流子的传导 273
8.5.4 载流子的收集 278
8.6 研究趋势展望 279
8.6.1 宽谱光电探测器 280
8.6.2 二维范德华异质结构 280
8.6.3 自供能探测器 280
8.6.4 新型光电探测器 281
习题 282
参考文献 282
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